刘成雁 ：绿色技术创新驱动国产科学仪器产业发展
分析测试百科网讯 科学仪器产品的制造、使用以及报废处置过程中，会消耗大量的有限资源，产生有毒有害废物，对环境造成严重污染。为了更好地保护环境，科学仪器产业也应尽可能减少资源消耗和环境污染，这也是当前的一个重要研究方向。将绿色制造 (Green Manufacturing) 的理念和技术应用于国产科学仪器产业，被认为是现代高端装备制造产业发展的必由之路之一。
为了更好地了解绿色制造技术创新在科学仪器产业中的应用情况，分析测试百科网就绿色制造的初衷、绿色制造所包含的范畴、国内外发展现状、科学仪器绿色制造的切入点以及迫切需要做的工作等问题采访了辽宁省分析科学研究院院长刘成雁博士，刘成雁就以上问题分别进行了作答。
辽宁省分析科学研究院院长 党委书记 教授 刘成雁博士
分析测试百科：请您讲一下什么是绿色制造？绿色制造有什么特点？
刘成雁：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、储运、使用到报废处置的整个生命周期中，对环境负面影响更小，资源利用率更高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造是解决制造业环境污染问题的根本方法之一，是实施环境污染源头控制的关键途径之一，其实质是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。
分析测试百科：您提出科学仪器绿色制造技术创新的初衷是什么？
刘成雁：绿色制造是 21 世纪的可持续发展的新模式，能够使企业保持持久的竞争优势。但很多企业并不愿意实施绿色制造。以我国为例，目前经济增长方式依然是粗放型的，制造业走的仍然是高投入、高能耗、高资源消耗的路径。经济增长付出的资源环境代价巨大，环境污染重依然是长期制约我国经济健康发展的重要因素之一。
绿色制造技术是重大科学仪器设备研发过程中应引起高度重视的重大课题，避免重走发达国家先污染后治理的老路，就应从绿色设计、绿色制造、绿色包装储运、绿色使用、绿色报废处置等方面系统协调科学仪器的创新工作。
党的“十八届五中全会”提出了：我国经济社会发展要走“创新、协调、绿色、开放、共享”的道路。绿色制造的基本思想是实现制造业产品全生命周期资源消耗、环境污染以及人民生命安全健康危害的减量化和源头控制，并有利于资源循环利用，建成资源节约型、环境友好型的社会。
绿色制造是实现我国节能减排目标的有效途径
过去的几十年里，我国的经济增长是以牺牲环境、牺牲资源和对能源的过度消耗为代价的。自2006 年开始，从各级政府到企业对节能减排都给予了重视，企业实施绿色制造，研发应用绿色技术，对传统工艺技术进行绿色改造，无疑是实现节能减排的有效途径。
绿色制造是全球日益增长的绿色消费的需要
有关专家学者的分析普遍认为，未来绿色产品将成为世界商品市场的主导产品。不少著名企业都将绿色产品作为未来市场竞争的重要筹码，不惜投入大量财力、人力、物力进行研究。如由美国 MCC等著名电器公司发起的“电子产品和环境”年度研讨会已经成为 IEEE 最有影响的学术会议之一；国内海尔集团洗衣机从 2003 年就开发出了不用洗衣粉的洗衣机，目前《家用电动洗衣机—不用洗衣粉洗衣机性能测试方法及限值》已正式获得了国家标准化管理委员会批准；自 2006 年 8 月，绿色和平组织开始推出绿色电子产品排行榜，据 2008 年第 10 期排行榜统计，大部分企业在产品的有毒物质和回收问题上逐渐有所改善。随着政府立法和公众环保意识的逐渐增强，绿色消费已经渐渐成为人们的共识，绿色产品日益受到欢迎。企业只有同时重视绿色制造、去除有毒有害物质和循环利用废旧资源，不断推出绿色产品，才能在未来的市场竞争中立于不败之地。
综上所述，无论从国民经济的宏观角度还是从公司企业经营的微观需要，绿色制造已势在必行。
分析测试百科：科学仪器的绿色制造包括哪些方面？每一方面实现的要素是什么？
刘成雁：科学仪器的绿色制造包括科学仪器的绿色设计、制造、包装、储运、使用及报废处置等若干问题。
科学仪器的绿色设计
科学仪器的绿色设计包括以下内容：
（1）人性化设计。仪器不仅不能对使用者产生电磁辐射、噪声、有毒气体、刺激性物质等危害，同时还应减少用户的操作时间与操作强度，使用户在使用中感到舒适悦目、操作方便、心情愉悦。
（2）环境性能设计。不同的仪器产品具有不同的环境性能，设计时应根据仪器的性能特点、使用环境、使用要求等分别予以满足。在设计阶段就应将环境因素和预防污染的新技术纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。
（3）可拆卸性设计。所谓可拆卸性设计，是指产品在设计时充分考虑到产品维修时零部件便于拆换，报废后较多的零部件便于拆卸回收，从而达到提高维修效率、节省拆卸成本、减少环境污染的目的，这将是现代仪器性能和结构设计的一项重要评价指标。
（4）可回收性设计。仪器可回收性设计就是在仪器设计时要充分考虑到该仪器报废后回收和再利用的问题。仪器不仅应便于零部件的拆卸和分离，而且废弃时还要便于处置；并且使可重复利用的零件和材料在所设计的仪器中得到充分的应用。
科学仪器的绿色制造
（1）选用绿色原材料
绿色制造要求选择材料应考虑以下几个原则 :
①优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率，实现可持续发展；②选用原料丰富、低成本、少污染的材料代替价格昂贵，污染大的材料；③尽量选择环境兼容性好的材料，避免选用有毒、有害节约资源，减少产品废弃物，保护生态环境。
（2）绿色工艺
绿色工艺主要还应从技术创新入手，要研究优化采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺新技术。
科学仪器的绿色包装
（1）实行包装减量化 (Reduce)，绿色包装在满足保护、方便、储运等功能的条件下，应是用量最少的适度包装。
（2）包装应易于重复利用 (Reuse) 或易于回收再生 (Recycle)，通过多次重复使用，或通过回收废弃物，生产再生制品，达到再利用的目的。既不污染环境，又可充分利用资源。
（3）包装废弃物可以降解腐化 (Degradable)，为了不形成永久的垃圾，不可回收利用的包装废弃物要能分解腐化，进而达到改善土壤的目的。世界各工业国家均重视发展利用生物或光降解的包装材料。Reduce、Reuse、Recycle 和 Degradable 即是 21 世纪世界公认的发展绿色包装的 3R 和1D 原则。
（4）包装材料对人体和自然环境应无毒无害，包装材料中不应含有有毒物质、少用或有毒物质的含量应控制在有关限量值以下。
科学仪器绿色使用方法开发
科学仪器在使用过程中，往往会消耗大量能源、试剂等材料，并会伴随着产生大量有毒有害的气体、液体、放射性等污染物。应该大力开展同一科学仪器，同一分析测试对象，要注重如何能用最小能源消耗、试剂、标准样品消耗、最少环境污染等，得到准确的检验结果的应用方法的开发研究。这不仅会降低检测工作的成本，减少资源消耗，而且还会对我国科学仪器产业的发展起到极大的推动作用。
要将绿色化学中的5R理论应用于科学仪器绿色使用方法的开发过程中，即：减量（Reduction）、重复使用（Reuse）、回收（Recycling）、再生（Regeneration）、拒用（Rejection），开发少用或不用化学试剂的科学仪器使用的新方法。
科学仪器绿色制造标准体系的建立
绿色制造标准体系是促进企业的标准体系达到科学、完整、有序的基础，是企业绿色制造标准化的指导性文件。科学仪器的绿色制造标准体系应该包括如下内容：(1)绿色制造技术术语类标准；(2) 绿色设计类标准；(3)绿色加工工艺类标准；(4) 绿色包装储运类标准；(5)绿色拆卸回收处置技术类标准；(6) 绿色再制造类标准 等等。
科学仪器报废处置的绿色技术
科学仪器是一个由电子电气、机械部件、检测器件、分离部件、防护部件等组成，其报废处置过程中对环境安全可能产生严重危害影响。只用现在的欧盟或我国的电子电器产品报废处置的标准难以全面覆盖，如：放射性、复杂有害化学物质等，急需建立我国科学仪器报废处置环境安全健康标准，以此倒逼我国科学仪器产业的上游加大力度实施适用的绿色技术，使其避免重走先发展再治理的工业发展老路子，步入健康发展的快车道上。
科学仪器的绿色认证
开展科学仪器绿色制造工作的愿景之一，是实现对科学仪器的绿色等级认证与评价，建立科学仪器绿色评价与认证的标准体系，引导企业开展科学仪器的绿色技术的应用，最终实现绿色技术在科学仪器设计、制造、包装、储运、使用及报废处置全过程的应用。起步初期，科学仪器的绿色评价与认证只是一项推荐的参考量，随着工作的深入开展，科学体系系统建设的完备，最终上升为科学仪器市场销售的必需因素。
绿色制造的技术人才培养
具有环境意识并掌握绿色制造技术的专业人才是绿色制造战略实施的关键因素。一方面需要在大学建设绿色制造学科，形成绿色制造人才培养体系，培养一批掌握绿色制造技术的专业人才；另一方面，依托国家自然科学基金、国家科技计划等重点资助绿色制造相关科研项目，培养中青年骨干人才，支持若干绿色制造研发团队，搭建国家级基础技术研究与应用技术开发的科学仪器的绿色制造技术创新平台。
分析测试百科：绿色制造技术的国内外发展现状是怎样的？
刘成雁：在美国、英国、欧洲和日本等工业发达国家和地区，政府、高校、科研院所，特别是有远见的领军企业都非常重视绿色制造的技术研发、立法和宣传，都将其列入制造业或本企业的发展战略目标。
美国政府提出了可持续制造促进计划(Sustainable Manufacturing Initiative，SMI)，并出台了可持续制造度量标准，目的是为美国公司在可持续制造方面提供有效的和持久的支持。英国 LINK 计 划 曾 设 立 Sustainable Technologies Initiative Programme (STI) 和 Wast eMinimization through Recycling, Re-use and Recovery Programme (WMR3) 计划，支持可持续发展的相关研究。欧盟第 7 框架计划设立了“未来工厂 (The Factories of the Future)”重大项目，开展新型生态工厂模型 (New Eco-Factory Model)和绿色产品研发是其中的重要内容。日本公布《绿色革命与社会变革》的政策草案，提出至 2015 年将环境产业打造成日本重要的支柱产业和经济增长核心驱动力量。
一些发达国家和国际组织还制定、倡导和出台了许多与绿色制造相关的立法和标准等，如ISO14001 环境管理标准体系、OHSAS18001 职业健康与安全管理标准体系、欧盟的 ROHS 和 WEEE 指令以及德国“蓝色天使”、美国“能源之星”等产品环境认证标志等等。日本于 2000 年前后通过了《促进建立循环型社会基本法》、《促进资源有效利用法》以及《家用电器回收法》、《建筑材料回收法》等。这些立法和标准等对产品质量，特别是节能、无毒无害、低排放和可回收等与绿色制造技术相关方面提出了严格的限制，逐步形成了国际贸易之间的绿色壁垒。
国外许多高校也纷纷成立以绿色制造技术研究方向的研究机构，如美国伯克利加州大学绿色设计与 制 造 联 盟 (Consortium on Green Design and Manufacturing)、麻省理工学院环境友好制造小组（Environmentally Benign Manufacturing）、乔治亚理工学院可持续设计与制造小组（Sustainable Design and Manufacturing）、耶鲁大学工业生态研究中心（Center for Industrial Ecology）；英国可持续设计中心（The Center for Sustainable Design）、剑 桥 大 学 可 持 续 制 造 研 究 团 队（Sustainable Manufacturing Group）；日本的先进制造研究所（Advanced Manufacturing Research Institute）等。
自 20 世纪 90 年代中期以来，我国政府、高等院校、研究机构、企业等对绿色制造和再制造给予了一定的重视和支持。国家自然科学基金、国家 973 计划等资助开展了有关绿色制造方面的一些研究课题。国内开展绿色制造的相关研究机构主要有：大连理工大学可持续设计与制造研究所，重庆大学制造工程研究所，清华至卓绿色制造研发中心，装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室，合肥工业大学绿色设计与制造工程研究所，山东大学可持续研究中心等。此外，国家科技部制定了《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》，明确突破绿色设计、节能减排工艺、绿色回收资源化与再制造、绿色制造技术标准等关键共性技术，推动技术、标准、产业协同发展。
但我国的绿色制造目前尚处在起步阶段，绿色制造技术体系还未形成，实用化关键技术和装备比较缺乏，大多数企业的认识还未到位，尤其在科学仪器的绿色制造领域几乎还是一片空白。
分析测试百科：推动科学仪器绿色制造技术广泛应用从哪儿入手？
刘成雁：科学仪器绿色制造技术首先要从科学仪器报废处置中环境安全健康标准与技术入手，倒逼科学仪器产业全过程采用绿色技术。现有的国内国际标准很难全覆盖科学仪器的报废处置。当科学仪器报废处置标准建立之后，就会引领科学仪器生产商在产品设计、制造时选用绿色原料与技术，这样生产出来的产品将会更加有利于环保等。通过建立科学仪器的报废处置标准，将绿色技术引入到我国国产科学仪器产业中。
分析测试百科：在科学仪器的绿色制造技术推广方面辽宁省分析科学研究院准备做哪些工作？
刘成雁：辽宁省分析科学研究院已经从以下四方面入手，开展绿色技术创新及推广工作：
第一，辽宁省分析科学研究院已在本单位院内研究项目中引导研究人员开发绿色分析方法的研究。
第二，辽宁省分析科学研究院近几年来协助国家重大科学仪器专项的实施工作，在这些项目中对新研制的科学仪器研究建立报废处置的标准。
第三，辽宁省分析科学研究院负责辽宁省大型科学仪器协作共享工作，已经投入一部分经费用于遴选入网单位的关于绿色使用方法开发的研究工作，征集了二十六个项目，首批确立了十个能力建设项目，并予以支持。
第四，辽宁省分析测试协会已经将推广科学仪器绿色制造技术列入2016年学术活动计划中。
分析测试百科：在科学仪器绿色制造方面您对制造厂商有什么建议？
刘成雁：绿色技术与标准化技术创新是驱动我国国产科学仪器产业发展的两把“利剑”。国产科学仪器如果有共同的产品标准与应用方法标准，通过标准化推广将是我国国产科学仪器产业优化、壮大发展的一条新路径 。
十三五期间，国家推出绿色发展的要求，科学仪器企业应该主动在本企业内建设绿色企业文化，采用绿色技术及创新，提升企业产品的“生命质量”，打造企业具有市场竞争力的品牌。
附：
刘成雁，工学博士，教授，现任辽宁省分析科学研究院院长、党委书记；兼任中国分析测试协会常务理事、全国分析测试协（学）会创新战略联盟理事长、辽宁省分析测试协会理事长。近年来在科研及科技管理工作中，主要从事分析科学、化学危害测试技术、标准化等领域的科研工作；国产科学仪器应用推广和辽宁省国家重大科学仪器设备开发专项组织管理工作。主持完成了十余项科研项目，其中有4项已转化；发表论文几十篇，产生了一定的反响，较好地服务于民生科技和社会公共安全。主持制定了1项国家标准，已经颁布实施。目前主持在研各级项目或课题3项。
